[發明專利]無機粘合劑及其制造方法

在審

• 申請號: 201710454841.3
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107151466A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 方黎鋒
• 申請（專利權）人: 杭州惟翔科技有限公司
• 主分類號: C09D1/04
• 分類號: C09D1/04;C09D5/10;C09D7/12;C03C27/10;C03C27/00;C09J1/02;C09J11/04;C09J11/08
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所33233
• 代理人: 陳龍

技術領域

本發明屬于粘合劑技術領域，涉及一種無機粘合劑及其制造方法。

背景技術

眾所周知，粘合劑多為有機高分子的粉末、溶液或乳液，通過熱熔、聚合、破乳等方式形成高強度膜。涂料可以看成單面粘合的粘合劑，其中的成膜物質便起到粘合劑的作用，將顏料和其他配料粘結到基材表面，以實現防護和美觀的效果。

然而，有機粘合劑大都含有甲醛等VOC(揮發性有機物)，不僅對施工人員和使用人員的健康造成危害，還會加劇溫室效應。

出于健康和環保的考慮，亟需性能優異無機粘合劑替代傳統有機粘合劑，尤其是在無機材料之間的粘結方面，無機粘合劑具有更好的滲透性和相容性，是無機粘合劑代替有機粘合劑的前沿領域。

粘合劑主要用在建筑和工業領域。

在建筑領域，水泥因其價格低廉，是目前最常用的無機粘合劑，但其本身存在強度低、單位面積需用量大、揚灰大等問題。建筑上普遍使用水泥為粘合劑粘結各種土磚、瓷磚、馬賽克、大理石、石灰等，然而由于膨脹率、吸水率等方面存在差別，導致土磚結構的強度下降、表面的的瓷磚、馬賽克、大理石、石灰易脫落，不僅影響了美觀，而且是安全隱患。

無論工業領域還是建筑領域，大量使用的涂料在本質上都是粘合組分(成膜物)和顏填料的組合物，當該組合物涂布到基材表面時，隨著溶劑和分散劑的揮發，粘合組分固化成連續的涂膜，顏填料均勻分布在涂膜中。由于溶劑和分散劑的揮發會產生空隙，導致收縮或表面多孔，因此涂料的方向一直是提高固含量。

20世紀70年代NASA首次開發出了硅酸鹽富鋅涂料，使用高模數硅酸鉀將鋅粉粘結到鋼鐵表面，實現了自固化長效防腐。但是，當時NASA所用的高模數硅酸鉀存在穩定性差和耐水性差的缺陷。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種無機粘合劑。

本發明的另一目的是提供一種無機粘合劑的制造方法。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：一種無機粘合劑，由以下質量份數的組分組成：

在上述的無機粘合劑中，所述的堿金屬的氫氧化物為氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或幾種。

在上述的無機粘合劑中，所述的納米硅溶膠平均粒徑小于50納米，pH大于8，且納米硅溶膠中的質量濃度為15-35％。

在上述的無機粘合劑中，本無機粘合劑中，可溶性二氧化硅與堿金屬的氫氧化物的摩爾比為3-20。

在上述的無機粘合劑中，本無機粘合劑中，納米硅溶膠所含二氧化硅與加入的堿金屬的氫氧化物的摩爾比為3-20。

在上述的無機粘合劑中，硅溶膠所含二氧化硅與加入的堿金屬的氫氧化物的摩爾比為4-8。

在上述的無機粘合劑中，所述的凝固劑包括鋁粉、鋅粉、氧化鋁、氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鋅或含有以上物質的礦石中的一種或幾種，所述的增稠劑為非離子增稠劑，所述的消泡劑為非離子消泡劑，所述的分散劑為非離子分散劑。

在上述的無機粘合劑中，所述的礦石為高嶺土、鋁礬土、硅鋅礦、云母、蒙脫石、膨潤土、長石中的一種或幾種，所述的增稠劑為纖維素及其衍生物或非聚醚聚氨酯，所述的消泡劑為油脂、高碳醇、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯或聚硅氧烷消泡劑，所述的分散劑為低碳醇、多元醇或聚氧化乙烯。

一種無機粘合劑的制造方法，向納米硅溶膠中加入堿金屬氫氧化物，持續超聲攪拌至pH穩定，得到硅酸鹽溶液，向硅酸鹽溶液中加入凝固劑，增稠劑，消泡劑，分散劑，高剪切混合、反應得到無機粘合劑。

在上述的無機粘合劑的制造方法中，所述的納米硅溶膠、堿金屬的氫氧化物、凝固劑、增稠劑、消泡劑和分散劑的質量份數依次為100份、1-20份、1-300份、0-2份、0-2份和0-2份，所述的凝固劑包括鋁粉、鋅粉、氧化鋁、氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鋅或含有以上物質的礦石中的一種或幾種，所述的增稠劑為非離子增稠劑，所述的消泡劑為非離子消泡劑，所述的分散劑為非離子分散劑。

在上述的無機粘合劑的制造方法中，所述的納米硅溶膠平均粒徑小于50納米，所述的增稠劑為纖維素及其衍生物或非聚醚聚氨酯，所述的消泡劑為油脂、高碳醇、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯或聚硅氧烷消泡劑，所述的分散劑為低碳醇、多元醇或聚氧化乙烯。

在堿金屬離子的存在下，二氧化硅水合物脫水時會聚合成高分子，成膜并具有一定強度。溶液中二氧化硅與堿金屬氧化物的摩爾比稱為模數，模數和濃度越高則固化時間越短、溶液穩定性越差，固化后的強度越大、耐水性越好、收縮率也越大，可見硅酸鹽的模數并不是越高越好。一般把模數大于4的硅酸鹽稱為高模數硅酸鹽。